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uv光解燈管與等離子管的結合會有什么樣的反應
作者:景藍環?! 》⒉際奔洌?017-12-19  瀏覽次數:1185

UV紫外線光解和等離子技術是現今應用于有機廢氣降解最常用的兩種方法。采用這兩種辦法,都能將廢氣中的有機成份,分解為無害的水及二氧化碳,并預防了二次污染。但這兩種方法,仍各有優缺點。


UV光解是利用特殊的低壓紫外燈管能同時發射出185nm紫外線和254nm紫外線的雙光譜特性。燈管發射出的185nm紫外線,能觸發空氣中的O2(氧),轉化為O3(臭氧)。臭氧具有很強的氧化能力,其與廢氣中的碳氫化合物(如苯類、烴類、醇類、脂類等)充分混合接觸后,在燈管發射出的254nm紫外線的照射催化條件下,能將這些有害污染物,直接氧化分解為水和二氧化碳。由此可見,紫外燈管發射出的185nm紫外線,起到了提供氧化反應物的作用;而燈管發射出的254nm紫外線,起到了提供光解反應順利進行的必要反應條件的作用。但紫外燈管的臭氧產生能力較低,如現在使用最為普遍的150W U形臭氧紫外線燈管,在氧氣充足的條件下,每小時的臭氧產生量約為900mg左右,即其單位功率每小時的臭氧產生量僅為6mg/w。而臭氧作為光解反應中的一種主要的反應物質,其產生量的多少,直接影響著處理效果的好壞。


等離子技術,是利用高壓的電場,使空氣中的O2電離產生O3,其臭氧產生效率要比紫外燈管高很多。如佛山君睿光電公司生產的60W石英真空等離子管,其每小時的臭氧產生量約為6000mg左右,即其單位功率每小時的臭氧產生量為100mg/w,是紫外燈管單位功率臭氧產生量的16倍。但等離子管幾乎不發射出紫外線。缺少了紫外線的催化作用,在單純采用等離子工藝的廢氣處理裝置中,臭氧與有機廢氣的反應變得緩慢困難,同樣制約了設備的處理效能。


因此,我們嘗試將這兩種處理方案結合起來。將等離子裝置布置在光解設備的前段,離子裝置產生的O3與有機廢氣混合后,流經紫外線燈管。紫外線燈管能進一步地觸發O3的生成,同時在燈管254nm紫外線的催化作用下,O3與有機物的反應效能大幅提升,從而取得理想的處理效果。由于等離子裝置較紫外燈管高得多的臭氧產生效能,使得設備的功耗隨之降低,節能效果顯著。現有等離子技術常見的有非真空型及真空型兩類。



非真空型等離子發生器主要為板式和蜂窩式兩種,它們所需的工作電壓很高,約1.5~1.8萬伏,因而對系統的絕緣要求很高。且工作過程中產生的電弧較大,且直接暴露在空氣中,當應用于含有易燃性氣體的廢氣處理工藝中時,存在很大的火災隱患。


而現有的真空型等離子管都是使用軟料玻璃制作,其優點是:1、所需的工作電壓大幅降低,約為2-3千伏,因而對系統的絕緣要求大幅降低,由高壓電火花引燃易燃氣體的可能性也隨之降低;2、所產生的電弧絕大部分被封閉于真空管內,更使得引起火災的可能性大幅下降。但其缺點是軟料玻璃在工作環境溫度變化較大的條件下,很容易產生裂紋,而使管內的真空條件遭到破壞,使其無法繼續工作。其穩定性能很差,壽命短,限制了它在生產中的實際應用。


現在有些公司新研制的石英真空等離子管,以石英作為管壁材料,除具備現在普通玻璃真空型等離子管的優點外,因其石英管壁具有極強的抗溫度變化而不破裂的性能,并采用不銹鋼網代替原來的鋁網,使得這種新型的等離子管能耐受更嚴酷的工作環境,延長了其使用壽命,保證了工作的穩定性。同時由于管壁不易破裂,也消除了由于管壁破裂,電弧外泄而形成的火災隱患,使用更加安全。專門設計配套的等離子電源,也使得離子管的性能得到提升,臭氧產生率有了可靠的保障。


新設計的管頭使用硅膠材料制作,較現玻璃等離子管經常采用的塑料管頭,具有更好的耐腐蝕性能。管頭上的法蘭結構設計,使得安裝也更為方便。


新的石英等離子管的密封,使用工字形夾封結構,而不是現今軟料玻璃工藝中采用的環封結構,使得結構更加堅固,不易破碎。離子管的長度被設計為81CM,與150W的U形光解燈管等長,因而可被方便地設計安裝到現有的光解設備中。


我們一般建議可將原光解設備中紫外燈管數量的15%-20%,以一只60W石英真空等離子管替代2只150W臭氧紫外線燈管的比例進行替換。如原使用100只150W臭氧燈管的光解系統,我們建議可將其中的20只臭氧燈管,以10只60W等離子管替代。這樣系統的總功率將由原來的約18000W(燈管功率150W+鎮流器功耗30W),降為15060W(離子管功率60W+電源功耗6W),而系統的臭氧產生量卻將由原來的90000mg/h,提升為132000mg/h。這樣系統的能耗將降低約20%,而臭氧產生量反提升約45%??杉忍嶸舜淼男Ч?,又能節約能源,同時也降低了設備造價。

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